3D霍尔效应位置传感的运控应用

在当今的制造业中，工厂正变得越来越普遍。这些独立的系统通过传感器收集的准确信息提供准确的实时位置控制。磁性编码器、接近传感器、压力变送器、电机等设备在自动化工厂中随处可见，需要先进的位置传感器来收集工厂级数据，以提高性能。

不用说，在机器人系统中，这种对位置传感的要求几乎无处不在，在任何对运动控制有高性能要求的系统中，位置传感技术在很大程度上决定了系统的性能上限。准确、快速、可靠的位置测量是实现实时精确控制的前提。

3D霍尔效应位置传感的运控应用

与其他位置传感器相比，霍尔效应位置传感器BU4028B应该是工业自动化应用中最常用的选择。线性3D霍尔效应位置传感器监控电机轴，传感器的相关参数直接影响系统的控制、带宽和延迟。为了避免传感器在数据吞吐量和误差之间的平衡，从而影响系统性能，3D霍尔传感器集成ADC高精度和低漂移磁场测量是通过精确的信号链实现的，然后通过片上的温度传感器数据进行系统级漂移补偿。

（线性3D霍尔效应位传感器，TI）

3D霍尔效应位置传感器能否实现磁轴与温度的任意结合，是工业场景所看重的功能。只有在更宽的磁场检测范围和更宽的环境温度范围内保持良好的传感，才能在复杂的工业场景中发挥作用，例如TDK可配置的灵活架构HAL39xy一系列传感器，TI通过SPI灵活配置的TMAG5170系列高精度线性3D霍尔效应传感器，通过可选的磁性灵敏度范围和温度补偿选项，为磁性和机械设计提供灵活性。这种关于磁铁在使用霍尔效应传感器时不灵活放置的认知误解现在已不复存在。

从上面提到的两个设备来看，TDK的HAL39xy配备了强大的系列传感器DSP还有嵌入式微处理器，TI的TMAG5170系列也有一个切片角度计算引擎，不需要切片外处理。霍尔传感器前端的灵活配置也有助于实现更多类型的应用。就运行控制应用而言，这3个D霍尔效应位置传感器的发展为自动化系统提供了许多可能性。

各向异性磁阻效应位置传感AMR运控应用

各向异性磁阻效应涉及S轨和d轨的电子散射各向异性。AMR磁阻比（ΔR/Rmin）在3%左右，AMR传感器在运行控制应用中有很多应用，尤其是车辆规范级运行控制应用。AMR很多大厂都在做磁传感，毕竟现在在车辆规范级运行控制上AMR传感具有不可忽视的重要作用。

线性位移测量不同于上面的霍尔传感，AMR一般来说，传感器具有较高的精度。此外，它还可以减少扭矩纹波。磁性传感器注重高精度。从技术角度看，AMR传感器的功耗一般都很低，大部分响应时间都在10ns温漂在30000左右PPM/K附近，具体精度取决于不同厂家的工艺和配置。

像ADI集成信号调理放大器和ADC双通道驱动器AMR传感ADA457X只有典型的角度误差±0.1°，输出噪声也低至850μVrms；英飞凌的单AMR技术传感TLE5109A16系列从10mT到>500mT范围内的典型误差只是±0.1°；最新的国内厂商多维AMR传感器的绝对精度是0.1°。

当AMR当传感器在饱和条件下工作时，绝对磁场强度与现有磁场强度无关。输出信号不会随着磁场强度的变化而变化，因此可以看到AMR在强磁条件下工作时，传感显示出鲁棒性，能给整个系统足够的裕量。

另外对AMR对于传感器和其他磁性传感器，我们还应该考虑设备受到参数降级的影响，以及它们是否对磁铁老化敏感。这个问题也取决于每个制造商的策略，NXP的做法是把AMR传感器集成了磁阻传感器桥和混合信号集成电路IC对于所需的电容，集成的两个通道以完全独立的方式工作，这种完全独立的方式几乎不受参数降级的影响。每个制造商都有不同的应对方法，并尽可能避免参数降级的影响。

小结

在自动化系统的运行和控制应用中，磁传感还有GMR和TMR两条技术路线，两条技术路线比AMR精度更高，当然技术难度也会更高，掌握这一技术的厂家也会更少。在汽车应用中使用较多。

对于运控应用来说，为了达到更好的控制效果，位置控制是一个不可避免的环节。AMR在传感器的测量范围内，它具有良好的灵敏度和响应时间，可以提供这种精确的位置测量。而精密线性3D霍尔效应传感器也没有落入下风，在不牺牲性能或增加功耗和成本的前提下，实现了快速、准确和可靠的测量。